兴起的量子力学 ,因此液晶的研究被量 子力学成功的浪潮所淹没 . 2 液晶的形成 在不同的温度和压强下物体可以处于气相 、 液相和固相 . 在适当外加条件下处于某一相的物体可以 变换到另一种不同的相 ,即发生相变 . 处在不同相的物体具有不同的物理特征 . 一般来说 ,液体具有高的 流动性 ,高的流动性说明构成液体的分子能够在整个体积中自由地移动 ,而不是固定在一定的位置 . 所 以液体中某一局域小区域中分子的堆积状态与远处另一局域小区域中分子的堆积状态可以完全不同 , 即液相分子的位置不具有长程有序 . 不过由于分子之间的相互作用 ,在局域范围内相邻小区域中分子的 堆积状态仍然有一定的相似性 ,也就是说液相中分子的位置虽然不
具有长程有序 ,但是可以具有短程有 序 . 一 般液体的物理性质是各向同性的 ,没有方向上的差别 . 固体则不然 ,它具有固定的形状 ,构成固体的分子或原子在固体中具有规则排列的特征 ,
: 液晶的研究进展 晶体点阵 . 整块晶体可以由晶体点阵沿空间 3 个不同方向重复堆积而成 . 因此组成晶体的分子和原子具 有位置长程有序 . 晶体最显著的特点就是各向异性 , 这是由于晶体点阵的结构在不同的方向上并不相 同 ,因此晶体内不同方向上的物理性质也就不同 . 这种各向异性是固相与液相间的一个很大差别 . 显然 , 各向同性液相的对称性要高于各向异性的固相 . 物体的液相总是处在高于固相的温度范围 ,只有在物体 的熔点温度 ,固相和液相才能共存 . 当然 ,这里所说的物体不包括玻璃 、 石蜡和沥青之类的非晶态物质 , 非晶态物质不存在固定的熔点 ,随着温度的上升越来越多的物质形成具有流动性的液体 . 如果构成物体的分子的几何形状具有明显的各向异性 ,例如长棒状或扁平的盘状 ,那么除去分子的 位置外 ,分子相互之间的排列方向也将会影响到物体的物理性质 . 这是因为固体中分子之间的距离比较 近 ,一般只有分子采取相同的排列取向时 ,才能使系统的势能处于最低值 . 把处于固相的这类物质逐渐 加热 ,当到达一定温度时 ,如果物体失去位置有序形成液体 ,但仍保留着取向有序 ,那么这时的物质是各 向异性的液体 ,也就是所谓的液晶 . 当温度继续升高 , 进一步破坏取向有序 , 那么就形成各向同性的液 体 . 以长棒状分子
液晶的分类 液晶中分子的取向有序可以有不同的程度和不同的形式 ,因此可以存在不同的液晶相 . 从成分和出 现液晶相的物理条件来看 ,液晶可分为热致液晶 、 溶致液晶和聚合物液晶 3 类 . 热致液晶是单成分的纯化合物或均匀混合物在温度变化下出现的液晶
相 . 实验室常用的热致液晶 有氧化偶氮茴香醚和对甲氧基苄叉对氨基丁苯
对于热致液晶 , 从分子排列的有序性区 分 ,可分为 3 大类 : 向列相液晶 、 胆甾相液晶和近晶相液晶 . 向列相液晶 ,又称为丝状相液晶 . 向列相的特 点是分子具有长程取向有序 ,局部地区的分子趋向于沿同一方向排列 . 2 个不同排列取向区的交界处 , 在偏光显微镜下显示为丝状条纹 . 胆甾相液晶 ,有时也叫作螺旋状相液晶 . 胆甾相与向列相的差别在于 分子的排列取向沿着一条螺旋轴螺旋式的变换方向 ,形成了一维螺旋形结构 [ 2 ,3 ] . 如果在向列相液晶中 添加少量的具有手征性的分子 ,也可以同样获得具有胆甾相液晶的材料 . 手征性表示扭曲性 ,所以也把 胆甾相液晶称为手性向列相液晶 . 胆甾相中分子的排列取向螺旋式的改变方向 ,但在局域地区分子的排 列仍然同向列相一样是沿着同一的方向排列 . 向列相可以说是胆甾相的一个特例 ,就是沿螺旋轴方向要 经过无限远的距离 ,分子排列取向才转动有限角的胆甾相 . 胆甾相的特点是分子具有长程取向有序 . 在 各向同性液体和胆甾相之间 , 温度在量级为 0. 1 ～ 1. 0 K 的范围内 , 可以在一些胆甾液晶中观察到蓝 相 [ 4 ,5 ] ,它又包含有 3 个子相 : 蓝相 Ⅰ、 蓝相 Ⅱ 和蓝相 Ⅲ. 与胆甾相不同 ,在蓝相中 ,与分子取向相联系的 序参量张量表现为空间三维周期性 . 蓝相在光学上是各向同性的 ,具有选择性散射和复杂的散射偏振性
,但蓝相液晶不存在双折射现象 . 在显微镜的观测下 , 蓝相具有特殊的 “薄层” 织构 . 在某一个温度区 内 ,只要材料出现 “薄层” 织构 ,它就有蓝相的存在 . 近晶相液晶 ,也称层状相液晶 . 一般把不属于向列相 和胆甾相的热致液晶都归为近晶相液晶 ,因此它不是一个很确切的相 .长棒状溶质分子一般要比构成热致液晶的长棒状分子大得多 ,分子的轴比约为 15 左右 . 最 常见的溶致液晶有肥皂水 、 洗衣粉溶液 、 表面活化剂溶液等 . 溶致液晶在生物系统中大量存在 ,生物膜就 具有液晶特性 . 因此 ,溶致液晶的研究对生物物理学颇为重要 . 聚合物液晶是在溶致液晶相的基础上发现的 ,现在也有了热致聚合物液晶 . 由于聚合物本身就是一 种大分子化合物 ,因此 ,对聚合物液晶进行研究可以增进对大分子物质有序性的理解 . 4 液晶的应用 液晶已经被广泛地应用到人们的日常生活中 [ 6 ] ,如计算器的显示屏 ,笔记本电脑的显示屏 ,液晶电 视等等 . 液晶的应用主要有以下几个方面 : 液晶平板显示 、 生物膜理论 、 液晶温度传感器 、 液晶压力传感 器、 液晶在分析化学中的应用等 . 液晶平板显示是液晶在工业生产中的实际应用 ,显示技术随着计算机技术的进步而得以迅速发展 . 液晶显示 (L CD) 在这个发展中扮演着重要的角色 . 所有的信息显示器起作用 ,都是利用控制光的能力 . 通过控制显示器变亮部分和变暗部分 , 把信息传递给使用者 . 最简单的例子是 7 段数字显示器 .因此科学家们在 2 片经过表面处理的玻璃片之间装入薄薄的一层液晶 , 这样的装置就是液晶盒 . 液晶层很薄 ,只有几微米 . 由于玻璃表面是经过处理的 ,所以沿玻
璃表面的液晶 分子的指向矢有确定的排列取向 . 如果把液晶盒放在外场中 ,液晶分子在外场的控制下改变它的取向 , 从而改变仅几微米薄的液晶层的光学特性 ,实现平板显示技术 ,这就是液晶显示的原理 . 液晶显示器有其他显示器不具备的优点 ,如显示器本身不发光 ,节约能源 、 无辐射 、 高对比度 、 高亮 度、 画面不闪烁 、 体积小 ,携带方便 ; 同时液晶显示器也有它的缺点 ,如视角窄 、 有拖尾现象 、 制作大型显 示器难度较大 ,这些困难正在研究和解决之中 .
. 液晶对于大多数人来说已经不再是陌生的 ,它广泛的用途和优越的性能已被越来越多的人所认可 . 随着液晶理论的不断丰富 ,液晶材料会不断地被改善 ,更高品质的液晶产品也会层出不穷
趋势一、窄边化，直至无缝拼接
目前，由于液晶拼接通过LED背光等核心技术的全面升级，突破了液晶拼缝大的瓶颈，引起整个B2BMNT市场各大厂商对液晶拼接产品的极大关注。各大厂商也开始推出无缝液晶拼接的概念，如上海仙视电子。无缝液晶拼接产品将成为液晶平板拼接产品的发展主流。
趋势二：交通行业商显市场规模将持续提升
目前，国家《十二五综合交通运输体系发展规划（征求意见稿）》已经完成。“十二五”期间建设的重点是铁路和城市交通，高速公路和民用机场设施的建设速度也会相对较快。
借助国家在交通行业基础设施大规模兴建的契机，B2BMNT市场将迎来更为广阔的发展空间。
趋势三：等离子拼接有望提升
很多厂商开始推出PDP拼接墙，由此，原PDP拼接市场ORION“孤军奋战”的局面将会改变。同时，随着PDP阵营参与的厂商越来越多，等离子拼接市场可能将更为“大众化”，价格将打破以往格局。等离子拼接产品在克服了自身致命缺点以后，凭借拼缝小、屏体薄等技术优势，市场规模将会得到较好提升。
趋势四：设备一体化
液晶拼接幕墙作为专用的大屏显示设备，安装和调试是一个重要的问题。相对DLP等其它笨重的显示设备而言，液晶轻薄是他的一个重要的优势，然而，为了实现系统的功能，往往还需要配备其它的设备，例如矩阵、分配器、连接线等等。随着技术的发展，安装结构将越来越简单，所有的设备都将集成在每一个 单元中，而单元又将实现模块化，使得安装调试将越来越简单，最终实现设备的一体化。
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